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利用高压三轴容器,对华北地区九种典型岩石的密度和弹性波速度随压力的变化关系进行了实验研究。实验的最高压力达到10,500巴。实验中利用电阻应变片测量岩石的体积变化从而得到密度的变化。用高频脉冲法测量了弹性波速度。由得到的密度参数和波速参数计算出高压下岩石的声阻抗。根据体应变和波速随压力变化的曲线估算了岩石的体积模量,裂纹孔隙度,裂纹闭合压力,波速达到稳定变化时的压力以及波速达到稳定变化时的值与常压下的波速值的差。对这些参数在地学及爆破工程上的应用进行了简单的讨论。 相似文献
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砂岩和页岩的弹性波性质是通过地震资料推断储层物性和流体分布的基础.岩石波速测量常用超声波(105～106 Hz)脉冲法,低频岩石物理实验技术的发展为研究弹性波在岩石中的衰减和频散奠定了基础.本文系统总结了前人在高频和低频下测量砂岩和页岩弹性波性质的方法和实验结果,并结合矿物弹性性质和岩石物理模型,分析了压力、温度、矿物组成、孔隙结构、流体、频率等因素对岩石波速和衰减的影响.由于孔隙和微裂隙随压力增加而逐渐关闭,干燥砂岩和页岩的P波和S波速度在低压下随压力非线性增加,高于临界压力呈线性增加.干燥岩石样品的波速随温度增加而缓慢线性降低,频散效应可以忽略.而含流体砂岩和页岩的衰减和频散受温度、压力、流体饱和度、流体黏度、孔隙结构和频率等多种因素的影响,含流体砂岩和页岩的泊松比和逆品质因子Q-1显著高于干燥样品.低压下砂岩的波速与孔隙度负相关,而影响页岩波速的因素更为复杂,页岩的波速、衰减和频散的各向异性都高于砂岩.将跨频段岩石物理实验与数字岩石物理技术相结合,可为勘探地球物理的方法创新和资料解释提供可靠依据. 相似文献
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实际地球介质的弹性波衰减,无论是对于地球内部结构反演、含油气储层描述,还是对于地震岩石物理本身的基础研究而言,都十分重要.通过岩石物理实验测量岩石的弹性波衰减是相关研究的基本手段,而谱比法是一种最常用的测量方法.利用谱比法测量的弹性波衰减,简称谱比法衰减,由介质的本征吸收特性和非均质散射特性共同决定.然而,在谱比法理论中,没有将这两种衰减特性的作用区分对待.因此,实验室测量的谱比法衰减中是否含有散射特性,其散射特性是否可以忽略,常不明确.本文基于对岩石物理实验中样品波形特征的基本认识,通过能流理论描述了弹性波的本征吸收和非均质散射过程,以及对应的尾波形成机理.文章还应用能流理论测量岩石的弹性波衰减,即能流法衰减.无论是通过理论推导,还是通过实验验证,谱比法衰减与能流法衰减都显示出良好的一致性.这两种直达波衰减的一致性暗示了谱比法衰减中存在着两种衰减特性.文中还对比分析了谱比法衰减与喷射流本征衰减的实验结果,该结果同样展示了谱比法衰减中可能存在着散射特性.因此,通过能流理论,可以利用样品波形的尾波特征定性判断谱比法衰减中可能存在的散射特性.即异常明显的尾波振幅可能意味着强烈的直达波非均质散射,谱比法衰减中的散射特性因而不可忽略. 相似文献
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高温高压下蛇纹岩脱水的弹性特征及其意义 总被引：13，自引：1，他引：12
为了了解蛇纹石在脱水过程中的弹性性质 ,在 1 0GPa和同时加热条件下 ,利用脉冲透射法对采自云南双沟街的蛇纹岩进行了超声测量 .实验发现 ,当温度升高至 640℃时 ,蛇纹岩的超声波纵波速度随温度的升高而急剧下降 .温度继续升高 （70 0℃以上 ） ,样品在高压腔中爆炸 .通过对超声波速下降时和样品发生爆炸前的超声波波形的比较发现 ,随温度升高超声波振幅有了明显的增大 .实验产物的鉴定并与前人相关实验结果比较表明 ,蛇纹岩在高压高温下波速的突然下降和振幅增大与样品中蛇纹石发生脱水反应有关 .目前还不能准确解释超声波振幅增大的原因 ,但上述现象的发现为探讨深部地质灾害的成因并对其进行监测提供了一个新的线索 . 相似文献
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山西裂谷带地壳岩石波速的研究 总被引：2，自引：2，他引：2
通过实验建立了岩石成分与波速的关系,波速和岩石的各向异性,矿物相变在波速曲线中的反映以及实验温度和压力对波速的影响,尤其得到了高温下的新资料.用实验数据结合地球物理、地质资料建立了山西裂谷带与相邻太行山隆起区地壳各层圈的物质组成,对比说明,两构造单元下地壳的岩石组成是不同的.最后分析了盆地下地壳中部的组成、水和环境条件,认为低速带是由岩石部分熔融造成的. 相似文献
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用超声脉冲法研究了不同性质岩块构成的样品破裂前的波速变化。样品为长方形大理岩板,中心镶嵌大理岩、辉长岩、花岗岩,砂岩圆块。实验表明,样品破裂时裂纹穿过低强度镶嵌岩块而绕过高强度镶嵌岩块。在第一种场合样品破裂前,镶嵌岩块內波速变化显著,在第二种场合样品破裂前镶嵌岩块內波速变化不大。穿过两种岩石界面的波速测量表明,波速下降的起始点提前到样品破坏应力的60%左右。样品破裂前波速总的变化趋势是下降,但不是单调下降而呈现起伏。这说明介质不均匀性会对岩石破裂前的波速变化规律产生不可忽视的影响。 相似文献
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应用高压容器以油为传压介质对岩石样品施加静水压.在加压过程中应用超声脉冲法测量岩石的纵波速度 Vp 和横波速度 Vs 随压力的变化,从而得到岩石的波速度比 Vp/Vs 与静水压的关系.对15种地壳典型岩石的研究表明,当压力超过200MPa 后,由于 vp 和 Vs 随压力变化都很小,Vp/Vs 趋于稳定.当压力在200MPa 以下,虽然 vp 和 Vs 均随压力增加而单调地增加,VP/Vs与压力的关系分为四种类型:(1)Vp/Vs,随压力增加明显地下降;(2)Vp/Vs 随压力增加缓慢地上升:(3)Vp/Vs 随压力增加缓慢地下降;(4)Vp/Vs 随压力增加缓慢地波动.得到的几种岩石在常压下和围压下的波速比的数据,在地壳介质物性参数的研究中具有参考价值. 相似文献
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准确的Q值参数是地震衰减相关研究的基础,而如何准确地获得Q值一直是地震衰减研究中的一个难点。本文针对地震物理模拟屮不同Q值测量方法求取Q值存在较大差异的问题,通过标准样品实验和地震物理模型实验,分析了不同Q值测量方法的影响因素、稳定性和测量精度;并针对脉冲透射法测量精度差的问题提出了改良方法,即选择与测试样品声学特性相近的样品作为参考样品;讨论了各种测量方法应用于Q值定量分析研究的可行性。实验研究发现,利用脉冲透射法求取样品Q值时会受到较强的衍射效应影响,衍射效应引起的误差最高可达50%以上,而改良后的脉冲透射法(有机玻璃为参考样品)测量结果的相对误差保持在10%左右。通过对数据进行理论方法衍射校正及实验方法的改良,能够保障不同测量方法测量结果之间的差异保持在10%以内,从而实现利用地震物理模拟进行Q值定量分析的相关研究。 相似文献
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为了解水库水体加、卸载及渗透过程中,库底岩石介质有效应力变化对弹性波速的影响,以及弹性波速变化与孔隙压力、有效应力变化之间的定量关系,以四川省紫坪铺水库为例,在前期已建立库区地质构造与水文地质结构模型,并推导出岩石介质变形与流体渗流耦合数学模型的基础上,进一步建立了有效应力对岩石弹性波速影响的数学模型,利用有限元方法定量计算了库底岩石介质的孔隙压力、附加有效应力和弹性波速的变化。结果表明:在水库水体加、卸载及渗透过程中,地下岩石介质弹性波速增量值的变化并不明显,最大变幅仅为±0.013km/s,变化范围主要集中在库底5km以上的局部区域;弹性波速增量值与附加有效应力变化同步,与水库水位变化形态相似;不同观测点弹性波速变化量的大小与埋藏位置、深度及附加有效应力的变化幅度有关,同一观测点,弹性纵波波速变化幅度大于弹性横波波速。文中数值模拟的结果与一些学者通过环境噪声方法获得的紫坪铺水库附近区域相对波速变化的反演结果在变化形态上大体一致,但变化幅度略有差异。 相似文献
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近年来发展起来的“孔隙、裂隙介质弹性波理论”提高了人们对实际岩石声学性质的模拟和预测的能力.作为对这一理论的实验验证和重要应用,我们将它用来模拟和解释岩石超声实验中测得的干燥和饱和岩石弹性波速度随压力的变化曲线.理论模拟的重要参数,如岩石的裂隙密度等是从实验数据反演得到的.结果表明：无论是孔隙度较高的砂岩,还是孔隙度很小的致密岩石,如花岗岩,该理论都能很好地描述岩石在干燥和饱和状态下纵、横波速度随压力的变化.造成波速变化的原因是岩石中裂隙在压力作用下的闭合和裂隙密度的减少.本文的结果还指出了将岩石裂隙密度作为描述岩石的重要物性参数,并给出了从实验室超声测量中确定这一参数的方法. 相似文献
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用孔隙、裂隙介质弹性波理论反演岩石孔隙分布特征 总被引：1，自引：0，他引：1
"孔隙、裂隙介质的弹性波动理论"描述了介质中孔隙与裂隙相互作用的弹性波特征,已被广泛用来模拟和解释实际岩石的声学性质.本文将该理论进一步扩展,用以描述孔隙与多形态裂隙体系的相互作用.扩展理论的一个重要应用是模拟实验室流体饱和岩石在压力加载条件下的弹性波速数据,利用不同形态的裂隙在压力作用下产生的波速变化来反演裂隙的纵横比分布谱.对高孔渗砂岩、致密砂岩和花岗岩岩芯数据的反演结果清晰地反映了不同岩性的岩石中裂隙的纵横比分布特征,且与这些岩芯的扫描电镜分析结果一致.本文的研究不仅为扩展理论提供了实验验证,而且给出了一种分析岩石孔隙结构特征的有效方法. 相似文献
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高温高压实验弹性波速研究及其地球动力学意义 总被引：6，自引：2，他引：6
本文在收集，整理国内外有关高温高压实验岩石，矿物弹性波速研究资料的基础上，对高温高压实验弹性波速研究的目的，内容进行了概述，并对国内外这一领域研究的历史，现状及有关实验技术方法进行了综述，其中重点介绍了我国在高温高压岩石波速研究方面的进展及所取得的成就，并对高温高压弹性波速研究的地球动力学意义进行了讨论。 相似文献
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高温高压下蛇纹岩脱水的弹性特征其及意义 总被引：2，自引：1，他引：1
为了了解蛇纹石在脱水过程中的弹性性质。在１．０ＧＰａ和同时加热条件下,利用脉冲透射法对采自云南双沟街的蛇纹岩进行了超声测量。实验发现,当温度升高至６４０℃时,蛇纹岩的超声波纵波速度随温度的升高而急剧下降。温度继续升高（７００℃以上）,样品在高压腔中爆炸。通过对超声波速下降时的样品发生爆炸前的超声波波形的比较发现,随温度升高超声波振幅有了明显的增大。实验产物的鉴定并与前人相关实验结果比较表明,蛇纹岩 相似文献
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固体传压高温高压岩石三轴实验中，固体传压介质是影响实验结果的重要因素，ＮａＣｌ介质以它流动性好，围压均匀等特点，八十年代以来越来越受到人们青睐。本文用ＮａＣｌ介质在〈３ＧＰａ固体传压三轴流变仪〉上进行了高温高压岩石流变特性的实验研究，并达到了较高的压力（〉２ＧＰａ）和温度（〉１２００℃）；本文同时利用ＮａＣｌ介质对样品装样方式及温度、压力等相关测定方面进行了研究。 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(3)
双相介质储层的物性参数对地震勘探技术和油气田的开发具有十分重要的意义,由于人造岩心样品具有实验参数可控、性能稳定、重复性好等特点,被广泛应用于地震物理模拟的相关研究.本文对采用石英砂和环氧树脂胶结成型的双相介质人造岩心样品进行了测试分析,主要研究了样品孔隙度及含水饱和度对其声学特性的影响,尤其是讨论了含水饱和度变化对双相介质人造岩心纵、横波速度和弹性参数的影响.实验结果表明,当双相介质人造岩心样品孔隙度小于10%时,纵波波速会随样品含水饱和度的增加而呈现上升趋势;当样品孔隙度介于10%至25%之间时,纵波波速呈现出加速线性上升的趋势;当样品孔隙度大于25%时,纵波波速会先下降,在含水饱和度在0.4~0.5时达到最低值,然后开始上升,逐渐恢复到比含水饱和度为0时略高的范围,而其横波速度随含水饱和度增加未出现明显变化.通过对比双相介质人造岩心饱水前后弹性模量的变化特征,发现泊松比ν是弹性参数中识别流体最敏感的指示因子. 相似文献
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《地球物理学进展》2015,(6)
有利油气储集的层状沉积地层中广泛存在裂缝,属于含裂缝VTI介质.综合考虑层状介质和裂缝介质的特点,基于几何相似原理,设计并制作了含定向排列裂缝的VTI介质物理模型,实验研究了测量频率、裂缝特征尺寸、裂缝密度对弹性波透射的影响.结果表明,波垂直裂缝面传播时,纵波首波速度随测量频率的增加而线性增大,峰值速度基本不变,单纯由裂缝导致的衰减以良好的乘幂规律降低;纵波波速随裂缝密度、裂缝特征尺寸的增大而线性增大;衰减随裂缝密度增大而增大,随裂缝特征尺寸的增大而减小.当接收探头波长与特征尺寸比为1~12时,纵波首波速度变化显著,处于射线理论与等效介质理论描述的过渡区间.纵横波速比对裂缝特征尺寸变化敏感,可作为典型的裂缝监测参数,也为基于弹性波相应的预测岩石孔隙结构提供了依据. 相似文献
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以岩石蠕变实验为基础, 利用同一地震的余震序列和震后形变的资料来估算震源附近的地壳黏度. 首先进行了3类岩石9块样品在恒定压力下的蠕变实验, 直接得到了岩石的蠕变曲线. 反演结果认为用标准线性体模型来表示地球介质的黏弹性较好, 它在短时间内, 表现出明显的弹性性质；而在较长时间内, 表现出明显的的流变特性. 然后计算和分析了标准线性体模型的元件模量μ2与整体模量以及μ2与真实地球介质模量μ的数值关系. 在得出μ2=25 μ的基础上, 处理了青海共和地震后的余震序列, 得到累计应变释放与时间的关系曲线, 结合实验结果来估算该区的地壳介质黏度. 对同一地震之后测量得到的垂直形变资料, 也结合实验结果分别用开尔文模型反演、形变差值和黏弹位错理论等三种方法进行了计算, 也得出了弛豫时间和地球介质的黏度, 不同的资料和计算方法一致得出青海共和地区在震源深度32 km附近的地壳介质黏度为1019 Pa∙s, 与国内外有关文献研究结果为同一量级. 相似文献
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单轴加载条件下瑞利波偏振和不同震相波速对应力敏感性的实验研究 总被引：2，自引：1，他引：1
岩石应力状态的改变会使接收到的波形发生变化,这是利用弹性波检测介质性质和应力变化的基础.研究对应力敏感的弹性波参数及其分析方法对于发展介质应力监测技术具有重要意义.本文在实验室内以长方体花岗岩为样本,在不同的单轴压力下重复激发超声波且用三分量的传感器接收,利用记录的全波形信息研究了不同震相的到时、Rayleigh波偏振与岩石应力状态变化的关系.结果表明:①不同震相的波速对应力变化的敏感性为10-8/Pa数量级,且敏感程度从大到小依次为:Rayleigh波＞S波＞P波.②随着应力的增大,Rayleigh波偏振变强,但其敏感性随应力增大而变小,这反映出了介质性质的非线性变化特性.③应力较小时,Rayleigh波偏振对应力的敏感性比波速大数倍. 相似文献